PL212879B1

PL212879B1 - High voltage measuring transformer

Info

Publication number: PL212879B1
Application number: PL386586A
Authority: PL
Inventors: Andrzej Nowakowski; Adam Kalinowski; Grzegorz Kowalski
Original assignee: Inst Tele I Radiotech
Priority date: 2008-11-24
Filing date: 2008-11-24
Publication date: 2012-12-31
Also published as: PL386586A1

Description

Przedmiotem wynalazku jest przekładnik do pomiaru wysokiego napięcia, stosowany zwłaszcza w pomiarach napięcia w sieciach energetycznych.The subject of the invention is a transformer for measuring high voltage, used in particular in voltage measurements in power networks.

Przekładniki do pomiaru wysokiego napięcia w takich zastosowaniach charakteryzują się izolacją skutecznie separującą układ pomiarowy od linii energetycznych, na których mierzone jest napięcie, oraz małym prądem pomiarowym, pobieranym z mierzonego napięcia, ze względu na moc wydzielaną w przetworniku podczas pomiaru.High voltage measuring transformers in such applications are characterized by insulation effectively separating the measuring system from the power lines on which the voltage is measured, and by a small measuring current taken from the measured voltage, due to the power dissipated in the converter during the measurement.

Znane rozwiązanie przekładnika do pomiaru wysokiego napięcia składa się z przekładnika napięciowego indukcyjnego, będącego w istocie transformatorem obniżającym napięcie i zapewniającym izolację oraz układu pomiarowego umieszczonego po odizolowanej, wtórnej stronie transformatora. Rozwiązanie takie charakteryzuje się dużymi gabarytami wynikającymi z konieczności odizolowania od siebie uzwojeń transformatora oraz dość znaczną traconą mocą, wynikająca z minimalnych możliwych do zastosowania średnic drutu nawojowego uzwojenia wysokonapięciowego. Innym znanym rozwiązaniem jest dzielnik reaktancyjny, zawierający kondensator ograniczający, warystor i opornik obciążający. Obniżenie napięcia w dzielniku reaktancyjnym jest proporcjonalne do stosunku wysokonapięciowych kondensatorów tworzących dzielnik. Stosowanie takiego rozwiązania jest ograniczone do wskaźników napięcia ze względu na problem z odizolowaniem części pomiarowej od dzielnika, który jest połączony z obwodem mierzonym oraz ze względu na niewielką dokładność dzielnika reaktancyjnego.The known solution of a high voltage measuring transformer consists of an inductive voltage transformer, which is in fact a step-down transformer that provides insulation, and a measuring system located on the insulated secondary side of the transformer. Such a solution is characterized by large dimensions resulting from the necessity to isolate the transformer windings from each other and quite significant power loss resulting from the minimum possible diameters of the high-voltage winding winding wire. Another known solution is a reactive divider including a limiting capacitor, a varistor and a load resistor. The voltage drop in the reactive divider is proportional to the ratio of high-voltage capacitors that make up the divider. The use of such a solution is limited to voltage indicators due to the problem of isolating the measuring part from the divider which is connected to the measured circuit and due to the low accuracy of the reactance divider.

Przekładnik do pomiaru wysokiego napięcia według wynalazku zbudowany jest z kondensatora ograniczającego, połączonego szeregowo z warystorem, połączonym równolegle z pierwszym przekładnikiem prądowym. Pierwszy przekładnik prądowy jest połączony pętlą prądową z drugim przekładnikiem prądowym, którego uzwojenie jest połączone równolegle z opornikiem obciążającym. Zadaniem kondensatora ograniczającego jest precyzyjne ustalenie prądu pomiarowego.The high voltage measuring transformer according to the invention consists of a limiting capacitor connected in series with the varistor connected in parallel with the first current transformer. The first current transformer is looped with a second current transformer, the winding of which is connected in parallel with the load resistor. The task of the limiting capacitor is to precisely determine the measuring current.

Zaletą takiego rozwiązania jest łatwość zrealizowania izolacji pomiędzy obwodem mierzonym a pomiarowym i izolacja dla prądu stałego pomiędzy biegunami wysokiego napięcia.The advantage of such a solution is that it is easy to provide insulation between the measured and measuring circuit and the DC insulation between high voltage poles.

Przedmiot wynalazku przedstawiony jest na rysunku w postaci schematu ideowego.The subject of the invention is presented in the drawing in the form of a schematic diagram.

Przekładnik do pomiaru wysokiego napięcia zbudowany jest z kondensatora ograniczającego Co, dołączonego jednym końcem do mierzonego wysokiego napięcia Wn, a drugim końcem połączonego szeregowo z uzwojeniem przekładnika prądowego P1 i warystorem W. Drugi koniec uzwojenia przekładnika prądowego P1 jest dołączony do warystora W i do mierzonego wysokiego napięcia Wn. Przekładnik prądowy P1 jest połączony z przekładnikiem prądowym P2 za pomocą pętli prądowej PP. Uzwojenie przekładnika prądowego P2 jest dołączone do opornika obciążającego Ro, na którym odkłada się napięcie pomiarowe Np, proporcjonalne do wysokiego napięcia Wn i od niego odizolowane.The high voltage measuring transformer consists of a limiting capacitor Co, connected with one end to the measured high voltage Wn, and with the other end connected in series with the winding of the current transformer P1 and the varistor W. The other end of the winding of the current transformer P1 is connected to the varistor W and to the measured high voltage. Wn voltage. The P1 current transformer is connected to the P2 current transformer via the PP current loop. The winding of the current transformer P2 is connected to the load resistor Ro, on which the measuring voltage Np is deposited, proportional to the high voltage Wn and isolated from it.

Działanie układu jest następujące; impedancja uzwojenia przekładnika prądowego P1 jest bardzo mała, prąd płynący przez przekładnik jest zależny od stosunku wysokiego napięcia Wn i impedancji kondensatora ograniczającego Co. Warystor W ma za zadanie ograniczyć przepięcia powstające w układzie. Ponieważ w warunkach pracy, oporność wary stora W jest znacznie większa od impedancji uzwojenia przekładnika P1, więc jego wpływ na prąd pomiarowy jest pomijalny.The operation of the system is as follows; the impedance of the winding of the current transformer P1 is very small, the current flowing through the transformer depends on the ratio of the high voltage Wn and the impedance of the limiting capacitor Co. The W varistor is designed to limit overvoltages in the system. Due to the fact that in the operating conditions, the resistance of the stor voltage W is much greater than the impedance of the winding of the transformer P1, so its influence on the measuring current is negligible.

Przekładniki prądowe P1 i P2 połączone są sprzężeniem magnetycznym, zrealizowanym w postaci pętli prądowej PP, wykonanej z grubego drutu o praktycznie zerowej oporności, co eliminuje spadek napięcia, czyli straty mocy w pętli prądowej. W celu zminimalizowania wpływu przekładników, należy zastosować taki sam typ po obu stronach pętli prądowej PP. Prąd na uzwojeniu przekładnika prądowego P2 jest proporcjonalny do prądu na uzwojeniu przekładnika prądowego P1. Uzwojenie przekładnika prądowego P2 jest dołączone do opornika obciążającego Ro. Ponieważ impedancja uzwojenia przekładnika prądowego P2 jest bardzo mała w porównaniu do rezystancji opornika obciążającego Ro, napięcie pomiarowe Np jest iloczynem tej rezystancji i prądu przekładnika prądowego P2 i jest proporcjonalne do mierzonego wysokiego napięcia Wn.The P1 and P2 current transformers are connected by a magnetic coupling, realized in the form of a PP current loop, made of thick wire with practically zero resistance, which eliminates voltage drop, i.e. power losses in the current loop. In order to minimize the influence of the transformers, the same type should be used on both sides of the CT current loop. The current on the winding of the current transformer P2 is proportional to the current on the winding of the current transformer P1. The winding of the current transformer P2 is connected to a load resistor Ro. Since the impedance of the winding of the current transformer P2 is very small compared to the resistance of the load resistor Ro, the measuring voltage Np is the product of this resistance and the current of the current transformer P2 and is proportional to the measured high voltage Wn.

Claims

High-voltage measuring transformer containing a limiting capacitor (Co), wary stor (W) and a load resistor (Ro), characterized in that the limiting capacitor (Co) is connected in series with a varistor (W) connected in parallel with the current transformer (P1), which is connected by a current loop (CT) to a current transformer (P2), the winding of which is connected in parallel with the load resistor (Ro).